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Proyectos de investigación

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Desarrollo de plantillas biomiméticas de base proteica económicamente viables para su uso en regeneración de tejido óseo

Seguridad alimentaria y biotecnología

Investigador Principal: Juan Manuel Ruso Beiras

Más información

Centro de investigación o Institución: Facultad de Física. Universidad de Santiago de Compostela

Sinopsis

El objetivo general de este proyecto es estudiar nuevas estrategias para reproducir el complejo proceso de deposición de los cristales de hidroxiapatita sobre fibras de colágeno. De esta forma, pretendemos obtener rutas de síntesis de materiales económicamente viables que mimeticen la estructura y composición de la matriz extracelular haciéndolos aptos e idóneos para su aplicación a la regeneración de tejidos.

La complejidad tanto biológica como estructural del hueso nos obliga a imitar sus propiedades a escalas micro y nano para que el material creado coincida perfectamente con las propiedades del huésped. Se están probando materiales de muchos tipos pero aquellos con estructuras jerárquicas a nanoescalas ofrecen las mejores oportunidades. Tal y como teníamos previsto hemos comenzado este proyecto actualizando y evaluando las estrategias y resultados más actuales con el doble propósito de crear bases de datos lo suficientemente amplias para su posterior análisis estadístico y diseñar rutas optimas y operativas. Parte de este análisis inicial ya ha sido publicado (Current Topics in Medicinal Chemistry 2015, 15, 2290-2305).

Por otra parte, ya habíamos constatado la viabilidad de plantillas orgánicas basadas en sales biliares para la deposición de hidroxiapatita y la enorme influencia que ejercen las propiedades fisicoquímicas de dicha plantilla en el resultado final. Como resulta imposible explorar de forma experimental todas las posibilidades, hemos desarrollado el primer modelo que combina teoría de perturbaciones y modelos de relaciones lineales de energía libre que permiten predecir las propiedades de las platillas y, consecuentemente, su efectividad como soporte de hidroxiapatita (Langmuir, 2015, 31, 12009-12018). También hemos optimizado el proceso de fabricación de nanopartículas de hidroxiapatita y estamos analizando el efecto que tienen en las propiedades mecánicas de geles de colágeno.

De forma paralela, y basándonos en un estudio reciente donde se propone que nanopartículas magnéticas recubiertas con proteínas pueden ser dirigidas y estimular las células madre para regenerar el hueso, hemos sintetizado y caracterizado partículas nanomagnéticas biológicamente compatibles con aplicaciones en regeneración ósea (RSC Advances 2015, 5, 18420-18428).

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